Estudo sobre filmes finos orgânicos depositados pelas técnicas de Spin e Blade Coating para a fabricação de células solares orgânicas. - Mora Pastrana, Loren (2023)
Este trabalho tem como objetivo a preparação de soluções de materiais orgânicos, a deposição e a caraterização de filmes finos depositados pelas técnicas de spin coating e blade coating. Os materiais utilizados foram o PEDOT [poli(3,4-etilenodioxitiofeno)] e PSS [poli(4-sulfonato de estireno)]. O processamento a partir de compostos contendo água como solvente, realizouse em ambiente natural, enquanto que os demais, como P3HT [poli(3- hexiltiofeno)] e PC61BM [(6,6 fenil-C61 ácido butírico-metil ester)] foram processados em ambiente controlado de Nitrogênio. Os dados obtidos a partir da caracterização padrão dos filmes depositados por ambas as técnicas de deposição, são comparados segundo espessura, rugosidade, absorbância e estrutura. Tais comparações justificam alterações nos parâmetros de fabricação, visando aumentar a eficiência e o tempo de vida da célula solar. Este estudo é parte da busca dos parâmetros a serem utilizados na fabricação de Células Solares Orgânicas (CSOs) através da técnica de blade coating, visando a implementação de um sistema otimizado de fabricação. Tratamentos de superfície, filtragem, concentração da solução para formação do filme ativo, velocidade de deposição e processo de fabricação foram estudadas para otimizar o rendimento das CSOs. Estudos morfológicos, ópticos e estruturais realizaram-se em todos os filmes depositados mantendo os mesmos objetivos. A camada transportadora de lacunas formada pelo PEDOT:PSS foi depositada pelo processo de spin coating com espessuras dentre 80 e 38 nm, com rugosidade de 2 nm. As deposições por blade coating diminuíram para espessuras entre 40 e 20 nm e rugosidade de 1,5 nm, com a consequente modificação da absorbância. Os valores de espessura da camada ativa P3HT:PC61BM (1:1) considerados estavam entre 100 e 200 nm, com absorbância máxima de 0,04. Foi demostrada a cristalinidade através de dados obtidos por análise de difração de Raio X da solução de P3HT:PC61BM (1:1) com concentração de 26 mg/mL. Filmes depositados por blade coating apresentaram espessuras (>140 nm) com absorbância de 0,5 - 0,8.